LNG液化工廠的數(shù)字化管理建設(shè)與應(yīng)用

鄭連軍(中石油昆侖燃?xì)庥邢薰厩嗪７止荆嗪?西寧 810001)

0 引言

LNG液化工廠在生產(chǎn)中有突出的作用，在后續(xù)工作階段組織開展LNG液化工廠的HAZOP分析，只有發(fā)揮技術(shù)和專家的作用，才能做好技術(shù)診斷和技術(shù)落實等工作，減少其中的安全隱患。在具體設(shè)計中將HAZOP分析結(jié)果落實到整個規(guī)程中，在工藝處理的過程中，通過新的技術(shù)采用，可提升工藝風(fēng)險管控水平。

1 LNG液化工廠概述

在當(dāng)前的具體發(fā)展中，信息技術(shù)不斷的得到推廣和應(yīng)用，其中數(shù)字化共產(chǎn)是產(chǎn)品信息數(shù)字化、過程信息化和資料數(shù)字化的結(jié)合，通過各項技術(shù)的應(yīng)用之后能提升效率。在后期工作中，數(shù)字化工廠模式有突出的作用，根據(jù)具體情況要注意的是開展協(xié)同化設(shè)計，通過合理化的設(shè)計，能符合全生命周期要求，提升整個工廠的控制效果和經(jīng)濟(jì)效益。在本次研究中對LNG液化工廠的生產(chǎn)管理進(jìn)行分析，結(jié)合實際情況，進(jìn)行功能的進(jìn)一步分析。其中LNG液化工廠的總體工藝形式復(fù)雜，主要指的是天然氣凈化和液化等方面，在原料處理的時候，采取的是載硫活性炭脫汞、MDEA 溶液脫二氧化碳等進(jìn)行處理，等到進(jìn)入液化裝置之后，能實現(xiàn)自動處理。在處理的時候，采取的是三段繞管換熱器作為主換熱器，凈化天然氣之后進(jìn)入到預(yù)冷卻器，液化器和過冷卻器中。通過各個方面合理化的應(yīng)用，經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入到LNG儲罐中進(jìn)行保存。其中天然氣液化需要的冷氣來源比較廣泛，主要是混合冷劑膨脹節(jié)流制冷，核心裝置是MRC壓縮機(jī)，其中LNG產(chǎn)品的存儲管理采取的是全包容儲罐的方式，在整個存儲管理的過程中，整體上高于環(huán)境大氣壓。借助LNG槽車外運，其中LNG儲罐和裝車區(qū)產(chǎn)生BOG，利用BOG壓縮機(jī)增壓，繼續(xù)增壓之后進(jìn)入液壓單元入口再液化，廠區(qū)的產(chǎn)地面積廣泛，設(shè)置的采集點比較多，因此需要結(jié)合數(shù)字化要求實施。

2 LNG液化工廠潛在的危險

2.1 低溫危險性

如果出現(xiàn)泄漏的化，會導(dǎo)致周圍的溫度下降，導(dǎo)致周圍的水蒸氣出現(xiàn)凝結(jié)的現(xiàn)象，針對當(dāng)前霧團(tuán)的情況，如果處理不到位，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備脆弱，很有可能出現(xiàn)預(yù)冷的現(xiàn)象，如果設(shè)備受到損壞，直接對操作者構(gòu)成影響[2]。

2.2 BOG的危害性

外界能量的傳入能讓LNG出現(xiàn)蒸發(fā)的現(xiàn)象，會形成蒸發(fā)氣體，在進(jìn)行存儲的時候，存儲罐的蒸發(fā)幾率比較低，可能對其中的安全性產(chǎn)生影響。否則出現(xiàn)的大量蒸發(fā)氣體對儲罐造成危害。

2.3 火災(zāi)危險性大

在空氣中，如果天然氣中有5%～15%的含量，遇到明火的時候，會出現(xiàn)燃爆的情況，因此針對具體情況，禁止氧化劑和點火源和可燃物的存在[3]。

2.4 威脅到受眾健康

在LNG的廠區(qū)內(nèi)，整體的不良影響多，內(nèi)部可能會出現(xiàn)低溫凍傷的現(xiàn)象，此外在工作的時候也可能出現(xiàn)觸電以及墜落等現(xiàn)象，產(chǎn)生不同程度的危害。

3 LNG液化工廠數(shù)字化構(gòu)建流程

在LNG液化工廠中，數(shù)字化形式是重要的模式，在數(shù)據(jù)分析的過程中，要從信息建設(shè)的角度入手，分解LNG液化工廠，對系統(tǒng)總體框架進(jìn)行分析，此外可將其分為不同的層次，主要指的是數(shù)據(jù)層和平臺層以及應(yīng)用層，確保質(zhì)量符合要求。在基礎(chǔ)設(shè)備層，主要包括的是熟悉化工廠的硬件、網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)等，在后續(xù)設(shè)計中需要明確其中的注意事項，有序預(yù)設(shè)。在第二層數(shù)據(jù)層，分空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，在空間數(shù)據(jù)分析的過程中，涉及到工廠基礎(chǔ)地理環(huán)境數(shù)據(jù)庫和三維模型數(shù)據(jù)庫等。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫指的是實時數(shù)據(jù)庫、設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫以及生產(chǎn)運營數(shù)據(jù)庫等，在巡視檢查中必須嚴(yán)格的按照現(xiàn)有管理要求實施。在第三層平臺層，分?jǐn)?shù)據(jù)接口平臺，SuperEarth 企業(yè)共享平臺和 SuperEarth 企業(yè)可視化平臺。在數(shù)據(jù)接口處理的時候，涉及到的數(shù)據(jù)信息比較多，例如在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析的過程中，采取的是集成接口平臺，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)層要求，其中三位數(shù)字化廠區(qū)和智能系統(tǒng)等也有突出的作用，要進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)[4]。

3.1 三維數(shù)字系統(tǒng)分析

在LNG液化工廠的三維模型應(yīng)用中，采取的是自定義瀏覽形式，可實現(xiàn)設(shè)施和其他管線的查找。此外也能數(shù)顯空間分析，例如坐標(biāo)量測、水平和垂直距離量測等。在實際設(shè)計中可采取的是掛、儀表和閥門等合理化設(shè)計形式，嚴(yán)格的按照手冊和設(shè)計圖紙要求實施。通過各個方面的合理應(yīng)用之后，提取各地形參數(shù)，例如：坡度、廠區(qū)周邊的地理信息等，要重點檢查地下管線和隱蔽工程的三維場景。在操作中增加三維模型對象，主要指的是吊車、消防車等設(shè)備，對對象的具體位置進(jìn)行移動、縮放以及旋轉(zhuǎn)操作等。三維數(shù)字化建模形式有一定的積極作用，其中LNG液化工廠的三維數(shù)字建模形式可行性高，在具體設(shè)計中建立了PDMS模型，通過不同形式轉(zhuǎn)化之后，將其導(dǎo)入到數(shù)字化中，此外模型中涉及到的是主線安裝和閥門設(shè)計等，在具體的施工階段必須明確各種信息形式的類型，實現(xiàn)全方位的掃描，獲得外形設(shè)備以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在完成模型導(dǎo)入掃描建模之后，對應(yīng)的操作人員要開展對三維數(shù)字模型的合理檢查。依據(jù)設(shè)計圖紙要查缺補(bǔ)漏，采取手工建模的形式進(jìn)行模型的完善和渲染[5]。

3.2 智能巡視檢查系統(tǒng)

在LNG液化工廠中需要優(yōu)化現(xiàn)有的巡視檢查系統(tǒng)，傳統(tǒng)的人工檢查方式效率比較低，采取的是攜帶紙質(zhì)表格的形式，由巡視檢查工作人員填寫對應(yīng)的結(jié)果，等到巡視檢查結(jié)束之后，對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行存檔。在實施階段，以智能化的巡視檢查系統(tǒng)為主，采取的是統(tǒng)一性的數(shù)據(jù)平臺，在后續(xù)工作中，積極開展智能化的巡視檢查系統(tǒng)，以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺為主，制定了規(guī)范化的巡視檢查路線，確定巡視檢查的次數(shù)，此外在整個階段采取的是電子化的管理形式，在后續(xù)工作中，能及時上傳數(shù)據(jù)資料，便于后期進(jìn)行資料的查詢。功能實施也有一定的作用，整個階段借助的是GPS以及GPRS等方式對工作人員巡視檢查動態(tài)進(jìn)行監(jiān)督，巡檢的工作人員將對應(yīng)的數(shù)據(jù)資料發(fā)送到中心服務(wù)器，服務(wù)器通過通訊模塊接受各項數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)文案存儲到服務(wù)器中，實現(xiàn)了整體歷史的查詢和輸出分析[6]。

3.3 設(shè)備管理功能分析

在LNG液化工廠的設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)用過程中，不斷的進(jìn)行規(guī)范化的改造和處理，通過保養(yǎng)處理之后，能當(dāng)期按照順序?qū)嵤Ｔ趲齑娴耐该骰芾黼A段，有效的進(jìn)行庫存管理，按照實際作業(yè)要求完成工作。在后續(xù)工作過程中，實現(xiàn)設(shè)備管理和物資的采購等，和供應(yīng)商緊密結(jié)合在一起，為采購工作提供對應(yīng)的依據(jù)。在設(shè)備綜合管理的階段，如何實現(xiàn)規(guī)范化和科學(xué)化是重點，需要建成高水平和全過程的管理系統(tǒng)。在功能實施的階段，本身是一個集成化的設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)，在這種背景下，通過設(shè)備巡視檢查的形式，能實現(xiàn)自控。依據(jù)設(shè)備的運行情況和維修歷史情況進(jìn)行方式方法的選擇，產(chǎn)生對應(yīng)的維修工單。通過和自控、生產(chǎn)管理和一體化平臺的融合，確定維修備件、工具和人力資源等，使其可以符合維修工作的要求。在具體工作過程中，通過工單的批準(zhǔn)、執(zhí)行等，可以積極完成對設(shè)備的維護(hù)。在說不收集的各項數(shù)據(jù)源資料階段，要對故障歷史數(shù)據(jù)資料分析，合理的檢查設(shè)備，將分析結(jié)果進(jìn)行分析。

3.4 在線監(jiān)測

在具體的功能分析上，采取的是在線監(jiān)測的形式，能實現(xiàn)報警等級和報警狀態(tài)的基本設(shè)置。在生產(chǎn)管理中對安全監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找到其中的各種問題，及時處理。

4 結(jié)語

LNG液化工廠取得突出的成就，在建設(shè)和發(fā)展中，需要打造出新的平臺。隨著信息技術(shù)的不斷改善，要從LNG的生產(chǎn)、運輸和物流等方面入手，以協(xié)同化設(shè)計作為基礎(chǔ)，結(jié)合對應(yīng)的數(shù)據(jù)反映出市場的情況，通過各方面全局化設(shè)計形式之后，能發(fā)揮現(xiàn)有軟件形式的作用。此外通過技術(shù)系統(tǒng)的創(chuàng)新，能綜合利用各綜合數(shù)據(jù)庫信息，從而實現(xiàn) LNG 項目施工過程中的進(jìn)度控制，從而確保整體可持續(xù)發(fā)展。